JP2014122862A - 建設機械の角度検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】非接触式のものであっても、出力特性を切換えることができる建設機械の角度検出装置を提供する。
【解決手段】油圧ショベルの作業装置４を構成する部材の回動に伴って回転する回転軸１９と、この回転軸１９に固定された磁石３４と、この磁石３４の回転に伴う磁界の変化を検出する磁気検出素子３５を有し、回転軸１９の回転角に対応した電圧信号を出力する角度検出部３９とを備えた建設機械の角度検出装置１６において、回転軸１９が一方向に回転するに従って電圧信号が増加するような第１の出力特性と回転軸１９が反対方向に回転するに従って電圧信号が増加するような第２の出力特性に切換え可能に構成されている。
【選択図】図９

Description

本発明は、油圧ショベル等の建設機械に係り、特に、建設機械の作業装置を構成する部材の回動角を検出する建設機械の角度検出装置に関する。

主に掘削作業に用いられる建設機械においては、作業装置と運転室の干渉を防止する干渉防止装置を設けたものが知られている。また、吊荷作業を行う建設機械においては、吊荷の過負荷による転倒を防止する過負荷防止装置を設けたものが知られている。前述した干渉防止装置又は過負荷防止装置では、作業装置を構成する複数の部材の回動角（相対角）をそれぞれ検出する複数の角度検出装置を設け、検出された複数の部材の回動角に基づいて作業装置の位置又は姿勢を演算する。そして、演算された作業装置の位置又は姿勢に基づいて干渉防止制御又は過負荷防止制御を行うようになっている。

従来、上述した目的に使用される角度検出装置は、接触式のもの（詳細には、ポテンショメータを有するもの）が適用されている（例えば、特許文献１参照）。この接触式の角度検出装置では、抵抗体基板の表面に導電性樹脂を塗布し、その表面を摺動する可動接点（コンタクト）を設けている。そして、作業装置を構成する部材の回動に伴って角度検出装置の回転角が回転すると、可動接点が移動して、２つの固定接点のうちの一方の固定接点と可動接点との間の抵抗値が変動する。この抵抗値に基づき、回転軸の回転角ひいては部材の回動角を検出可能としている。

ところで、接触式の角度検出装置を長期間使用すると、建設機械の振動によって可動接点等が摩耗して摩耗粉が発生し、抵抗値が増大する（言い換えれば、ノイズが発生する）可能性がある。すなわち、接触式の角度検出装置を適用した場合には、寿命の点で課題が生じる。そこで、近年、非接触式（詳細には、磁気式）の角度検出装置の適用が求められている。

実開平６−６３６６５号公報

建設機械に使用される角度検出装置は、建設機械の作業形態に応じて土砂、木材、又は建設資材等と干渉する可能性があり、角度検出装置の回転軸に高荷重が加わって破損や検出精度の低下を招く可能性がある。そのため、角度検出装置は、高強度のハウジングに角度検出部を内蔵したり、軸受のサイズを大きくしたりするほうがよく、自動車等に使用されるものと比べて大きくなる。さらに、他の物体との干渉を避けるためや大きさ等の理由から、その取付場所や取付向きが限定されることがある。

そして、角度検出装置の取付場所や取付向きによっては、角度検出装置の出力特性を異ならせたほうがよい。すなわち、角度検出装置の回転軸が一方向に回転するに従って電圧信号が増加するような出力特性とするか、あるいは、角度検出装置の回転軸が反対方向に回転するに従って電圧信号が増加するような出力特性とする。

ここで、例えば従来のように接触式の角度検出装置であれば、電源配線の接続の仕方を変更すれば（言い換えれば、２つの固定接点にそれぞれ接続する電源極性を変更すれば）抵抗値の大小が反転するので、出力特性を切換えることができる。しかし、非接触式の角度検出装置では、一般的に、出力特性を切換えることができなかった。そのため、上述した２つの出力特性にそれぞれ対応した２種類の非接触式の角度検出装置を用意する必要があった。

本発明の目的は、非接触式のものであっても、出力特性を切換えることができる建設機械の角度検出装置を提供することにある。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、建設機械の作業装置を構成する部材の回動に伴って回転する回転軸と、前記回転軸に固定された磁石と、前記磁石の回転に伴う磁界の変化を検出する磁気検出素子を有し、前記回転軸の回転角に対応した電圧信号を出力する角度検出部とを備えた建設機械の角度検出装置において、前記回転軸が一方向に回転するに従って電圧信号が増加するような第１の出力特性と前記回転軸が反対方向に回転するに従って電圧信号が増加するような第２の出力特性に切換え可能に構成される。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記第１の出力特性となるように前記角度検出部からの電圧信号をそのまま出力する第１の出力ラインと、前記第２の出力特性となるように前記角度検出部からの電圧信号を変換部で変換して出力する第２の出力ラインと、信号出力端子との接続を、前記第１の出力ライン及び前記第２の出力ラインのうちの一方を選択して切換え可能な接続切換部とを有する。

（３）上記（１）において、好ましくは、前記角度検出部は、前記第１の出力特性となるように電圧信号を生成して第１の出力ラインへ出力するともに、前記第２の出力特性となるように電圧信号を生成して第２の出力ラインへ出力するように構成されており、信号出力端子との接続を、前記第１の出力ライン及び前記第２の出力ラインのうちの一方を選択して切換え可能な接続切換部を有する。

（４）上記（２）又は（３）において、好ましくは、前記接続切換部は、電源入力端子に接続された電源極性に応じて、前記信号出力端子との接続を切換える。

（５）上記（１）において、好ましくは、前記第１の出力特性と前記第２の出力特性に切換え可能なように、前記回転軸に対する前記磁石の極性の向きが変更可能に構成される。

（６）上記（１）において、好ましくは、前記角度検出部は、第１の回転範囲では前記第１の出力特性となるように電圧信号を生成して出力し、前記第１の回転範囲とは異なる第２の角度範囲では前記第２の出力特性となるように電圧信号を生成して出力するように構成されており、角度検出範囲として、前記第１の回転範囲及び前記第２の回転範囲のうちの一方を選択可能に構成される。

本発明によれば、非接触式のものであっても、出力特性を切換えることができる。

本発明の適用対象の一例である干渉防止装置を備えた油圧ショベルの全体構造を表す側面図である。 図１で示された油圧ショベルの第一ブームの回動角を検出する角度検出装置の取付構造を表す図である。 図２で示された角度検出装置の動作を説明するための図である。 図２で示された角度検出装置の出力特性を表す図である。 図１で示された油圧ショベルの第二ブームの回動角を検出する角度検出装置の取付構造を表す図である。 図５で示された角度検出装置の動作を説明するための図である。 図５で示された角度検出装置の出力特性を表す図である。 本発明の第１の実施形態における角度検出装置の構造を表す断面図である。 本発明の第１の実施形態における角度検出装置の回路構成を模式的に表す図である。 図９で示された接続切換部の詳細を説明するための回路図である。 本発明の第２の実施形態における角度検出装置の回路構成を模式的に表す図である。 本発明の第２の実施形態における角度検出部の出力特性を表す図である。 本発明の第３の実施形態における角度検出装置の回路構成を模式的に表す図である。 本発明の第３の実施形態における角度検出装置の動作を説明するための概念図である。 本発明の第４の実施形態における角度検出装置の回路構成を模式的に表す図である。 本発明の第４の実施形態における角度検出部の出力特性を表す図である。 本発明の第４の実施形態における角度検出装置の取付け角度を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の適用対象の一例である干渉防止装置を備えた油圧ショベルの全体構造を表す側面図である。なお、以降、油圧ショベルが図１に示す状態にて運転者の前側（図１中左側）、後側（図１中右側）、左側（図１中紙面に向かって手前側）、右側（図１中紙面に向かって奥側）を、単に前側、後側、左側、右側と称する。

この図１で示すように、油圧ショベルは、下部走行体１と、この下部走行体１上に旋回可能に設けられた上部旋回体２と、この上部旋回体２の前部左側に設けられた運転室３と、上部旋回体２の前側に回動可能に設けられた作業装置４とを備えている。

オフセット式の作業装置４は、第一ブーム（ロアブーム）５、第二ブーム（アッパブーム）６、第三ブーム（ステー）７、アーム８、及びバケット９を備えている。

第一ブーム５は、上部旋回体２の支持ブラケット１０（後述の図２等参照）に上下方向に回動可能に連結されており、ブームシリンダ１１の伸縮駆動によって回動するようになっている。第二ブーム６は、第一ブーム５の先端に左右方向に回動可能に連結され、第三ブーム７は、第二ブーム６の先端に左右方向に回動可能に連結されている。また、第二ブーム６の側面と第三ブーム７の側面との間には連結ロッド１２が連結されている。これにより、平行リンク機構を構成している。そして、オフセットシリンダ１３の伸縮駆動によって第二ブーム６が左右方向に回動し、第三ブーム７がその反対方向に回動する。これにより、第三ブーム７（すなわち、アーム８及びバケット９）が第一ブーム５に対して左右方向に平行移動するようになっている。

アーム８は、第三ブーム７の先端に上下方向に回動可能に連結され、アームシリンダ１４の伸縮駆動によって上下方向に回動するようになっている。バケット９は、アーム８の先端に上下方向に回動可能に連結され、バケットシリンダ１５の伸縮駆動によって上下方向に回動するようになっている。

このような油圧ショベルにおいて、作業装置４と運転室３との干渉を防止するための干渉防止装置が設けられている。詳細には、上部旋回体２の支持ブラケット１０に対する第一ブーム５の回動角（相対角）を検出する角度検出装置１６Ａ（後述の図２等参照）と、第一ブーム５に対する第二ブーム６の回動角（相対角）を検出する角度検出装置１６Ｂと、第三ブーム７に対するアーム８の回動角（相対角）を検出する角度検出装置１６Ｃが設けられている。そして、角度検出装置１６Ａ〜１６Ｃ（以降、適宜、これらを総称して角度検出装置１６という）の検出結果に基づいて作業装置４の位置（特に、バケット９の位置）を演算するとともに、この作業装置４の位置に基づいて作動装置４の動作を制限する干渉防止制御を行う演算制御装置１７（後述の図８参照）が設けられている。なお、作業装置４の位置演算や干渉防止制御は公知技術であり、その説明を省略する。

図２は、角度検出装置１６Ａの取付構造を表す図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、角度検出装置１６Ａの動作を説明するための図である。

これら図２、図３（ａ）、及び図３（ｂ）で示すように、角度検出装置１６Ａは、上部旋回体２の支持ブラケット１０に取付ブラケット１８を介し取付けられている。角度検出装置１６Ａの回転軸１９には、レバー２０の一端が固定されている。このレバー２０の他端には第一リンク２１の一端が回動可能に連結され、第一リンク２１の他端に第二リンク２２の一端が回動に連結され、第二リンク２２の他端が第一ブーム５の基端側のブラケット２３に回動可能に連結されている。

そして、例えば図３（ａ）で示すように第一ブーム５が時計回りに最大限に回動すると、第一ブーム５等が運転室３から最も遠ざかる。一方、例えば図３（ｂ）で示すように第一ブーム５が時計回りに最大限に回動すると、第一ブーム５等が運転室３に最も近づく。そして、例えば図３（ａ）で示された状態から図３（ｂ）で示された状態となるまで第一ブーム５が回動した場合、すなわち、第一ブーム５等が運転室３に近づくように第一ブーム５が時計回りに回動した場合に、角度検出装置１６Ａの回転軸１９も時計回りに回転する。角度検出装置１６Ａは、この回転軸１９の回転角に対応した電圧信号を出力する。演算制御装置１７は、角度検出装置１６から入力した電圧信号により、第一ブーム５の回動角を演算する。そのため、角度検出装置１６Ａは、図４で示すように、回転軸１９が時計回りに回転するに従って、言い換えれば、回転軸１９の回転角が増加するに従って電圧信号が増加するような第１の出力特性とする。

図５は、角度検出装置１６Ｂの取付構造を表す図である。図６（ａ）及び図６（ｂ）は、角度検出装置１６Ｂの動作を説明するための図である。

これら図５、図６（ａ）、及び図６（ｂ）で示すように、角度検出装置１６Ｂは、第一ブーム５の先端側のブラケット２４に取付けられている。角度検出装置１６Ｂの回転軸１９には、レバー２０の一端が固定されている。このレバー２０の他端にはリンク２５の一端が回動可能に連結され、リンク２５の他端が連結ロッド１２の基端側のブラケット２６に回動可能に連結されている。

そして、例えば図６（ａ）で示すように第二ブーム６及び連結ロッド１２が時計回りに最大限に回動すると、第二ブーム６及び連結ロッド１２等が運転室３から最も遠ざかる。一方、例えば図６（ｂ）で示すように第二ブーム６及び連結ロッド１２が反時計回りに最大限に回動すると、第二ブーム６及び連結ロッド１２等が運転室３に最も近づく。そして、例えば図６（ａ）で示された状態から図６（ｂ）で示された状態となるまで第二ブーム６及び連結ロッド１２が回動した場合、すなわち、第二ブーム６及び連結ロッド１２等が運転室３に近づくように第二ブーム６及び連結ロッド１２が反時計回りに回動した場合に、角度検出装置１６Ｂの回転軸１９も反時計回りに回転する。角度検出装置１６Ｂは、この回転軸１９の回転角に対応した電圧信号を出力する。演算制御装置１７は、角度検出装置１６Ｂから入力した電圧信号により、連結ロッド１２の回動角、すなわち第二ブーム６の回動角を演算し、さらに第一ブーム５に対する第三ブーム７のオフセット位置を演算する。そのため、角度検出装置１６Ｂは、図７で示すように、回転軸１９が反時計回りに回転するに従って、言い換えれば、回転軸１９の回転角が減少するに従って電圧信号が増加するような第２の出力特性とする。

ここで、本発明の特徴として、角度検出装置１６は、非接触式（詳細には、磁気式）のものであっても、上述した２つの出力特性に切換え可能に構成されている。本発明の第１の実施形態を、図８〜１０により説明する。

図８は、本実施形態における角度検出装置１６の構造を表す断面図である。

この図８で示すように、角度検出装置１６は、略筒状のハウジング２７と、このハウジング２７の一方側（図８中下側）に複数のネジ２８を用いて着脱可能に取付けられた蓋２９とを備えている。ハウジング２７はフランジ部３０を有し、このフランジ部３０には複数（本実施形態では３つ）のボルト穴が形成されている。そして、ボルト穴に挿通したボルト３１を用いて、ハウジング２７をブラケット１８又は２４等に固定可能としている（図２、図３、図５、又は図６等参照）。

ハウジング２７内には２つの軸受３２が設けられており、これら軸受３２で回転軸１９が回転可能に支持されている。回転軸１９の一端は、ハウジング２７の他方側（図８中上側）から突出して、上述したレバー２０の一端に接続されている。なお、回転軸１９が貫通するハウジング２７の貫通穴には、リップシール３３が設けられている。また、ハウジング２７と蓋２９との接触面には、パッキング、ガスケット、又はＯリング等が設けられている。これにより、外部からハウジング２７内にダストや水等が侵入するのを防止するようになっている。

回転軸１９の他端には磁石３４が固定されている。蓋体２９内には、磁石３４と接触しないように対向配置された磁気検出素子３５（詳細には、例えばホール素子又は磁気抵抗素子）と、この磁気検出素子３５が組込まれた回路基板３６が設けられている。回路基板３６に実装された回路３７（後述の図９参照）は、回転軸１９の回転角に対応した電圧信号を、リード線３８を介して演算制御装置１７へ出力するようになっている。また、回路３７は、リード線３８及び演算制御装置１７を介して電源（図示せず）に接続されるようになっている。

回路３７は、図９で示すように、磁気検出素子３５を有する角度検出部３９と、この角度検出部３９の信号出力側に分配部４０を介し接続された出力ライン４１Ａ，４１Ｂと、リード線３８に接続された電源入力端子４２Ａ，４２Ｂ及び信号出力端子４３を有する接続部４４と、電源入力端子４２Ａ，４２Ｂにそれぞれ接続された電源用接続切換部４５Ａ，４５Ｂと、信号出力端子４３に接続された信号用接続切換部４６とを備えている。

電源入力端子４２Ａは、リード線３８及び演算制御装置１７を介して電源の正極（本実施形態では５Ｖ）及び負極（０Ｖ）のうちの一方を選択的に接続可能とし、電源入力端子４２Ｂは、リード線３８及び演算制御装置１７を介して電源の正極及び負極のうちの他方を選択的に接続可能としている。接続切換部４５Ａ，４５Ｂは、詳細を図示しないが、電源入力端子４２Ａ，４２Ｂからの電圧をそれぞれ検出し、これに応じて電源入力端子４２Ａ，４２Ｂと角度検出部３９との接続を切換えるようになっている。すなわち、例えば電源入力端子４２Ａに電源の正極が接続され、電源入力端子４２Ｂに電源の負極が接続された場合は、電源入力端子４２Ａと角度検出部３９の５Ｖ側を接続し、電源入力端子４２Ｂと角度検出部３９の０Ｖ側を接続する。一方、例えば電源入力端子４２Ａに電源の負極が接続され、電源入力端子４２Ｂに電源の正極が接続された場合は、電源入力端子４２Ａと角度検出部３９の０Ｖ側を接続し、電源入力端子４２Ｂと角度検出部３９の５Ｖ側を接続するようになっている。

角度検出部３９は、磁石３５の回転に伴う磁界の変化を検出する磁気検出素子３６と、この磁気検出素子３６の検出電圧を増幅して生成した電圧信号を出力する増幅回路（図示せず）とを有しており、例えば上述の図４で示した第１の出力特性（すなわち、回転軸１９が時計回りに回転するに従って、言い換えれば、回転軸１９の回転角が増加するに従って電圧信号が増加するような出力特性）が得られるように構成されている。そして、出力ライン４１Ａは、角度検出部３９からの電圧信号をそのまま出力する一方、出力ライン４１Ｂは、上述の図７で示した第２の出力特性（すなわち、回転軸１９が反時計回りに回転するに従って、言い換えれば、回転軸１９の回転角が減少するに従って電圧信号が増加するような出力特性）が得られるように、角度検出部３９からの電圧信号を変換部４７で変換して出力するようになっている。

接続切換部４６は、電源入力端子４２Ａ，４２Ｂに接続された電源極性に応じて、出力ライン４１Ａ，４１Ｂのうちの一方を選択して信号出力端子４３と接続するようになっている。詳しく説明すると、接続切換部４６は、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）で示すように、フォトモスリレー４８Ａ，４８Ｂで構成されている。そして、例えば図１０（ａ）で示すように、電源入力端子４２Ａに電源の正極（５Ｖ）が接続され、電源入力端子４２Ｂに電源の負極（０Ｖ）が接続された場合は、フォトモスリレー４８Ａに電流が流れてその接点が閉じ状態（ＯＮ）となり、フォトモスリレー４８Ｂに電流が流れないでその接点が開き状態（ＯＦＦ）となる。これにより、信号出力端子４３と出力ライン４１Ａを接続する。すなわち、第１の出力特性に切換えられ、この第１の出力特性に基づいた電圧信号を信号出力端子４３からリード線３８を介して演算制御装置１７へ出力する。

一方、例えば図１０（ｂ）で示すように、電源入力端子４２Ａに電源の負極（０Ｖ）が接続され、電源入力端子４２Ｂに電源の正極（５Ｖ）が接続された場合は、フォトモスリレー４８Ａに電流が流れないでその接点がＯＦＦとなり、フォトモスリレー４８Ｂに電流が流れてその接点がＯＮとなる。これにより、信号出力端子４３と出力ライン４１Ｂを接続する。すなわち、第２の出力特性に切換えられ、この第２の出力特性に基づいた電圧信号を信号出力端子４３からリード線３８を介して演算制御装置１７へ出力する。

以上のように、本実施形態の角度検出装置１６においては、非接触式のものであっても、出力特性を切換えることができる。

具体的には、例えば上述の図２、図３（ａ）、及び図３（ｂ）で示すように角度検出装置１６Ａの取付き場所及び取付け向きが限定された場合、角度検出装置１６Ａの電源入力端子４２Ａに電源の正極を接続し、電源入力端子４２Ｂに電源の負極を接続する。これにより、角度検出装置１６Ａは、回転軸１９が時計回りに回転するに従って、言い換えれば、回転軸１９の回転角が増加するに従って電圧信号が増加するような第１の出力特性とすることができる。一方、例えば上述の図５、図６（ａ）、及び図６（ｂ）で示すように角度検出装置１６Ｂの取付き場所及び取付け向きが限定された場合、角度検出装置１６Ｂの電源入力端子４２Ａに電源の負極を接続し、電源入力端子４２Ｂに電源の正極を接続する。これにより、角度検出装置１６Ｂは、回転軸１９が反時計回りに回転するに従って、言い換えれば、回転軸１９の回転角が減少するに従って電圧信号が増加するような第２の出力特性とすることができる。

したがって、本実施形態の非接触式の角度検出装置１６を使用すれば、既設の接触式の角度検出装置から容易に置換えることもできる。

本発明の第２の実施形態を、図１１及び図１２により説明する。なお、本実施形態において、上記第１の実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図１１は、本実施形態における角度検出装置１６の回路構成を模式的に表す図である。

本実施形態の角度検出装置１６では、回路３７Ａは、磁気検出素子３５を有する角度検出部３９Ａと、この角度検出部３９Ａの信号出力側に接続された出力ライン４９Ａ，４９Ｂとを備えている。

角度検出部３９Ａは、磁気検出素子３６の検出電圧を増幅して生成した電圧信号を出力する２つの増幅回路（図示せず）を有している。そして、角度検出部３９Ａは、図１２中実線で示す第１の出力特性となるように電圧信号を生成して、すなわち、回転軸１９の回転角が増加するに従って電圧信号が増加するような電圧信号を生成して出力ライン４９Ａへ出力するように構成されている。また、図１２中点線で示す第２の出力特性となるように電圧信号を生成して、すなわち、回転軸１９の回転角が減少するに従って電圧信号が増加するような電圧信号を生成して出力ライン４９Ｂへ出力するように構成されている。

接続切換部３６は、電源入力端子４２Ａ，４２Ｂに接続された電源極性に応じて、出力ライン４９Ａ，４９Ｂのうちの一方を選択して信号出力端子４３と接続するようになっている。

このように構成された本実施形態の角度検出装置１６においても、上記第１の実施形態と同様、非接触式のものであっても、出力特性を切換えることができる。

なお、上記第１及び第２の実施形態においては、接続切換部４６は、電源入力端子４２Ａ，４２Ｂに接続された電源極性に応じて信号出力端子４３との接続を切換えるように構成された場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲内で様々な変形が可能である。すなわち、例えば手動スイッチの操作に応じて信号出力端子４３との接続を切換えるように構成されてもよい。このような場合も、上記同様の効果を得ることができる。

本発明の第３の実施形態を、図１３及び図１４により説明する。なお、本実施形態において、上記第１の実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図１３は、本実施形態における角度検出装置１６の回路構成を模式的に表す図である。

本実施形態の角度検出装置１６では、回路３７Ｂは、磁気検出素子３５を有する角度検出部３９を備えている。また、電源入力端子４２Ａと角度検出部３９の５Ｖ側との接続、電源入力端子４２Ｂと角度検出部３９の０Ｖ側との接続、及び信号出力端子４３と角度検出部３９の信号出力側との接続が固定されている。

また、本実施形態の角度検出装置１６では、磁気検出素子３５に対する磁石３４の極性の向きを変更可能なように構成されている。すなわち、上述の図８で示した蓋２９をハウジング２７から取外した状態で、回転軸１９の他端から磁石３４をいったん取外し、磁石３４の向きを反転して取付け可能としている。

そして、例えば図１４（ａ）で示すように、磁気検出素子３５に対して磁石３４の極性の向きを配置した場合は、回転軸１９及び磁石３４が時計回りに回転するに従って、言い換えれば、回転軸１９の回転角が増加するに従って電圧信号が増加するような第１の出力特性となる（上述の図４参照）。一方、例えば図１４（ｂ）で示すように、磁気検出素子３５に対して磁石３４の極性を反転した場合は、回転軸１９及び磁石３４が反時計回りに回転するに従って、言い換えれば、回転軸１９の回転角が減少するに従って電圧信号が増加するような第２の出力特性となる（上述の図７参照）。

したがって、本実施形態の角度検出装置１６においては、非接触式のものであっても、出力特性を切換えることができる。

本発明の第４の実施形態を、図１５〜図１７により説明する。なお、本実施形態において、上記実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図１５は、本実施形態における角度検出装置の回路構成を模式的に表す図である。

本実施形態の角度検出装置１６では、回路３７Ｃは、磁気検出素子３５を有する角度検出部３９Ｂを備えている。また、電源入力端子４２Ａと角度検出部３９Ｂの５Ｖ側との接続、電源入力端子４２Ｂと角度検出部３９Ｂの０Ｖ側との接続、及び信号出力端子４３と角度検出部３９Ｂの信号出力側との接続が固定されている。

角度検出部３９Ｂは、図１６で示すように、第１の回転範囲（０度＜θ≦１８０度の範囲）では、第１の出力特性となるように電圧信号を生成して、すなわち、回転軸１９の回転角θが増加するに従って電圧信号が増加するような電圧信号を生成して出力するように構成されている。また、第２の回転範囲（１８０度≦θ＜３６０度の範囲）では、第２の出力特性となるように電圧信号を生成して、すなわち、回転軸１９の回転角θが減少するに従って電圧信号が増加するような電圧信号を生成して出力するように構成されている。

したがって、本実施形態の角度検出装置１６では、角度検出範囲（上述の図３（ｂ）及び図６（ｂ）参照）として、第１の回転範囲及び第２の回転範囲のうちの一方を選択可能に構成されている。これにより、非接触式のものであっても、出力特性を切換えることができる。

具体的には、例えば上述の図２、図３（ａ）、及び図３（ｂ）で示すように角度検出装置１６Ａの取付き場所及び取付け向きが限定された場合、角度検出装置１６Ａの角度検出範囲として第１の回転範囲を選択するように、すなわち、図１７（ａ）で示すような角度検出装置１６Ａの取付姿勢（取付角度）とする。これにより、角度検出装置１６Ａは、回転軸１９が時計回りに回転するに従って、言い換えれば、回転軸１９の回転角が増加するに従って電圧信号が増加するような第１の出力特性とすることができる。一方、例えば上述の図５、図６（ａ）、及び図６（ｂ）で示すように角度検出装置１６Ｂの取付き場所及び取付け向きが限定された場合、角度検出装置１６Ｂの角度検出範囲として第２の回転範囲を選択するように、すなわち、図１７（ｂ）で示すような角度検出装置１６Ｂの取付姿勢（取付角度）とする。これにより、角度検出装置１６Ｂは、回転軸１９が反時計回りに回転するに従って、言い換えれば、回転軸１９の回転角が減少するに従って電圧信号が増加するような第２の出力特性とすることができる。

なお、以上においては、本発明の適用対象として、干渉防止装置を備えた油圧ショベルを例にとって説明したが、これに限られず、例えば過負荷防止装置を備えた吊荷作業が可能な油圧ショベルに適用してもよい。また、油圧クレーン等の他の建設機械に適用してもよい。

３ 作業装置
５ 第一ブーム
６ 第二ブーム
７ 第三ブーム
８ アーム
９ バケット
１６，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ 角度検出装置
１９ 回転軸
３４ 磁石
３５ 磁気検出素子
３７，３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ 回路
３９，３９Ａ，３９Ｂ 角度検出部
４１Ａ，４１Ｂ 出力ライン
４２Ａ，４２Ｂ 電源入力端子
４３ 信号出力端子
４６ 接続切換部
４７ 変換部
４９Ａ，４９Ｂ 出力ライン

Claims (6)

1. 建設機械の作業装置を構成する部材の回動に伴って回転する回転軸と、
   前記回転軸に固定された磁石と、
   前記磁石の回転に伴う磁界の変化を検出する磁気検出素子を有し、前記回転軸の回転角に対応した電圧信号を出力する角度検出部とを備えた建設機械の角度検出装置において、
   前記回転軸が一方向に回転するに従って電圧信号が増加するような第１の出力特性と前記回転軸が反対方向に回転するに従って電圧信号が増加するような第２の出力特性に切換え可能に構成されたことを特徴とする建設機械の角度検出装置。
2. 請求項１記載の建設機械の角度検出装置において、
   前記第１の出力特性となるように前記角度検出部からの電圧信号をそのまま出力する第１の出力ラインと、
   前記第２の出力特性となるように前記角度検出部からの電圧信号を変換部で変換して出力する第２の出力ラインと、
   信号出力端子との接続を、前記第１の出力ライン及び前記第２の出力ラインのうちの一方を選択して切換え可能な接続切換部とを有することを特徴とする建設機械の角度検出装置。
3. 請求項１記載の建設機械の角度検出装置において、
   前記角度検出部は、前記第１の出力特性となるように電圧信号を生成して第１の出力ラインへ出力するともに、前記第２の出力特性となるように電圧信号を生成して第２の出力ラインへ出力するように構成されており、
   信号出力端子との接続を、前記第１の出力ライン及び前記第２の出力ラインのうちの一方を選択して切換え可能な接続切換部を有することを特徴とする建設機械の角度検出装置。
4. 請求項２又は３記載の建設機械の角度検出装置において、
   前記接続切換部は、電源入力端子に接続された電源極性に応じて、前記信号出力端子との接続を切換えることを特徴とする建設機械の角度検出装置。
5. 請求項１記載の建設機械の角度検出装置において、
   前記第１の出力特性と前記第２の出力特性に切換え可能なように、前記回転軸に対する前記磁石の極性の向きが変更可能に構成されたことを特徴とする建設機械の角度検出装置。
6. 請求項１記載の建設機械の角度検出装置において、
   前記角度検出部は、第１の回転範囲では前記第１の出力特性となるように電圧信号を生成して出力し、前記第１の回転範囲とは異なる第２の角度範囲では前記第２の出力特性となるように電圧信号を生成して出力するように構成されており、
   角度検出範囲として、前記第１の回転範囲及び前記第２の回転範囲のうちの一方を選択可能に構成されたことを特徴とする建設機械の角度検出装置。

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